专利名称：铝酸钠溶液自动分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于分析仪器领域，特指一种用于铝酸钠溶液主要组分快速、准确测定的铝酸钠溶液自动分析仪。
铝酸钠溶液是氧化铝生产过程中的主要过程产品，随着氧化铝生产过程朝着自动化方向发展，作为控制氧化铝生产过程中的重要指标铝酸钠溶液主要成分——苛性碱、氧化铝和碳酸碱——含量的自动分析成为工业生产中亟待解决的重要问题。目前国内铝厂对它们的分析仍采用手工滴定的方法，但因手工分析周期长、原料消耗多、劳动强度大等因素已不能适应现代氧化铝生产过程工艺的需要。虽然国外有一些用于分析铝酸钠溶液主要成分的仪器，但因其有结构复杂、价格昂贵、运行成本高、维护不便或者与国内生产情况不适应等弱点，而无法引用。
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，而提供的一种集计算机控制和机械设计为一体，能实现对铝酸钠溶液中三组分快速、可靠和安全测定的铝酸钠溶液分析仪。
本实用新型是采用下述方案实现的它由信号采集装置、自动控制装置、执行机构三部分构成。所述信号采集装置由光电检测器组成；自动控制装置由工控机、微处理器、打印机、显示器、驱动控制电路组成；执行机构由驱动电机、注塞泵、搅拌器、多通道阀组成。其中工控机为本实用新型之数据处理中心，它将获取数据处理后传给打印机和显示器；微处理器是工控机与驱动控制电路、模数转换(A/D)电路之间的联结机构，它将工控机的命令发送给控制驱动电路以驱动执行机构正常动作或将模数转换(A/D)电路信号上传给工控机；执行机构中驱动电路直接控制驱动电机，各驱动电机分别控制注塞泵、搅拌器、多通道阀的协调动作，多通道阀一部分通道通过软管与注塞泵口连通，另一部分通过软管与检验试剂、待测试样溶液或与反应池相联通，搅拌器伸入反应池内，反应池嵌在光电检测器中。
本实用新型的具体结构，
以下结合附图详细说明附
图1为本实用新型中光电检测电原理图。
附图2为本实用新型电原理图。
附图3为本实用新型主视图。
附图4为附图3的A-A剖视图。
附图5为附图3的B-B剖视图。
附图6为附图3的C-C剖视图。
附图7为附图3的D-D剖视图。
附图8为附图3的N部放大剖视图。
见附图1、3、4、5、6、7、8，本实用新型由机壳1、工控机2、单片机控制线路板3、注塞泵5、多通道阀6、搅拌器7、反应池8、注塞泵驱动步进电机9、转阀步进电机10、搅拌步进电机11、显示器12、打印机13、光电检测器14组成。其中所述工控机2、单片机控制线路板3安装于机壳1内腔上部，在机壳上部正面设有打印机13、显示器12，由搅拌电机11驱动的搅拌器7伸入反应池8内，反应池8嵌装在光电检测器14中，并整体设置于机壳1正面中部，在反应池8两侧的机壳1的壳体表面还设有分别由转阀电机10控制其动作的多通道阀6，注塞泵5设置于机壳1内腔底部并由注塞泵驱动步进电机9驱动，注塞泵5的泵口通过软管与多通道阀6的部分通道相联通，多通道阀6的另一部分通道通过软管与检验试剂、待测试样溶液或与反应池相联通，单片机控制线路板3由微处理器电路、检测电路、模数转换(A/D)电路、电机驱动电路组成，微处理器是工控机和电机驱动电路、模数转换电路的联结机构，它将工控机发出的命令转送给各电机驱动电路以驱动步进电机分别控制注塞泵5、搅拌器7、多通道阀6协调动作，或将模数转换(A/D)电路的信号上传给工控机2，模数转换(A/D)电路的输入端接光电检测器14的输出端。
附图1、2为本实用新型的最佳实施例的电路原理图，其电路组成如下光电检测电路由发光二极管D5-D6，光敏二极管G1、G2，电阻R33-R36组成。两路模/数转换电路由集成块U12-U13、电容C9-C16、E3-E6、电阻R7-R10，晶振XTA1-XTA2组成，两路模/数转换电路组成完全一样，U12、U13型号为CS5521，是16位模/数转换集成块，晶振XTA1(XTA2)、R8(R9)构成取样频率振荡器。电容C9-C16、E3-E4为滤波电容。两路数/模转换电路由集成块U8-U11、电容C5-C8、E1-E2、电阻R1-R6、可调电阻W1-W2组成。两路数/模转换电路完全相同，W1(W2)可调节U8(U10)的基准电压，C5、C7、E1、E2起滤波作用，运放U9A(U11A)组成电压跟随器，运放U9B(U11B)、R1-R3(R4-R6)组成放大器。微处理器电路由集成块U1、U7、电阻R11、R17、排阻P1、电容G17-G18、晶振XTA3、发光二极管D3组成，其中U1为单片机集成电路89C52,U7为集成电路74HC373,U14为集成电路MAX813L,C17-C18、R11、XTA3组成微处理器U1的时钟振荡电路，U7为微处理器U1的地址锁存器。控制电路由U2-U3、S3A-S4F组成，U2为集成电路8255，U3为集成电路8155,S3A-S4F为集成电路74LS14,U2、U3构成微处理U1的接口扩展电路，U2的A口和B口接控制步进电机的驱动器。通信电路由U5、C1-C4组成，U5为集成电路MAX232。电源电路由电阻R14-R16、集成稳压块WY1、WY2、WY3、电容C19-C24、E1-E11、发光二极管D1、D2、三极管Q1组成，E1-E11为滤波电容。C19-C24为抗干扰电容，取自工控机开关电源的12V直流电压，经WY1、WY2稳压后，输出5V直流电压供给CPU电路工作，另一路由WY3、Q1构成稳压电路为数/模、模/数电路提供基准电压。
本实施例中控制电路的工作原理如下微处理器U1的P2.3口、P2.4口输出16位数字送到数/模转换器U8、U10的6脚，经数/模转换器U8-U10变为模拟电压，此模拟电压从U8、U10的1脚输出，经LM358运放组成的电压跟随器及放大器后，再经电阻R12、R13分别加到发光二极管D5、D6的正端，作为发光二极管D5、D6的工作电压，使D5、D6发光，D5、D6所发光通过玻璃反应池的溶液后的颜色将随溶液颜色而变化，因而光敏二极管两端电压反映了玻璃反应池中的溶液的成份变化，检测电压从光敏二极管G1、G2的正极AIN1+、AIN2+输出到模/数转换电路U12、U13的输入3脚，经模/数转换后变为数字信号从U12、U13的12脚输出送到微处理器U1的P1.5口、P1.6口，微处理器一方面将送来的数据通过RS232串口送往工控机，另一方面对送来的数据信号进行分析处理，发出控制信号，此控制信号送到微处理器接口扩展电路8255对应通道，控制相应的电机工作。
本实用新型的工作原理简述如下工控机根据内设程序发出工作指令给微处理器，微处理器接到命令后指挥驱动电路使各电机按照命令协调工作，其中转阀步进电机带动多通道阀按指令要求转动，使注塞泵分别在采样和注样两种工作状态，其中采样是注塞泵抽取相应的试剂、待测试样溶液和反应池中液体的过程；注样是注塞泵将待测试样溶液注入反应池及将试剂滴注入反应池中进行反应的过程；搅拌步进电机在注样状态时带动搅拌器转动，以使反应池中待测试样溶液与试剂充分快速反应；通过光电检测器检测反应物颜色变化而导致的光通量的变化进而使光电检测装置输出电压发生变化，该电压变化值由模数转换(A/D)电路输入且转化为数字信号，并由微处理器上传给工控机，工控机将所得数据处理后以曲线形式通过显示器显示，将结果通过打印机打印出来。本实用新型由于采用上述结构，能精确，快速检测出各被测量含量，实现生产自动化，可有效满足铝酸钠溶液工业化生产中的在线质量控制和性能参数检测。
综上所述，本实用新型结构简明、加工制造容易、操作使用方便、精度高、可有效的降低操作工人的劳动强度，满足铝酸钠溶液工业化生产中的在线质量控制和性能参数检测性能价格比高，适于不需加热的手工滴定分析及分光光度分析工序的自动化操作设备。
权利要求1．铝酸钠溶液自动分析仪，包括机壳1、工控机2、单片机控制线路板3、注塞泵5、多通道阀6、搅拌器7、反应池8、注塞泵驱动步进电机9、转阀步进电机10、搅拌步进电机11、显示器12、打印机13、光电检测器14，所述工控机2、单片机控制线路板3安装于机壳1内腔上部，在机壳上部正面设有打印机13、显示器12，单片机控制线路板3由微处理器电路、检测电路、模数转换(A/D)电路、电机驱动电路组成，微处理器是工控机和电机驱动电路、模数转换电路的联结机构，它将工控机发出的命令转送给各电机驱动电路以驱动步进电机分别控制注塞泵5、搅拌器7、多通道阀6协调动作，或将模数转换(A/D)电路的信号上传给工控机2，模数转换(A/D)电路的输入端接光电检测器14的输出端，其特征在于由搅拌电机11驱动的搅拌器7伸入反应池8内，反应池8嵌装在光电检测器14中，并整体设置于机壳1正面中部，在反应池8两侧的机壳1的壳体表面还设有分别由转阀电机10控制其动作的多通道阀6，注塞泵5设置于机壳1内腔底部并由注塞泵驱动步进电机9驱动，注塞泵5的泵口通过软管与多通道阀6的部分通道相联通，多通道阀6的另一部分通道通过软管与检验试剂、待测试样溶液或与反应池相联通。
专利摘要铝酸钠溶液自动分析仪，它由信号采集装置、自动控制装置、执行机构三部分构成。所述信号采集装置由光电检测器组成；本实用新型结构简明、加工制造容易、操作使用方便、精度高、可有效的降低操作工人的劳动强度，满足铝酸钠溶液工业化生产中的在线质量控制和性能参数检测性能价格比高，适于不需加热的手工滴定分析及分光光度分析工序的自动化操作设备。
文档编号G01N35/00GK2447792SQ0022566
公开日2001年9月12日 申请日期2000年9月26日 优先权日2000年9月26日
发明者李曙, 尹文斌, 邓耀辉, 谭爱民, 俱晓峰, 张磊 申请人:湖南力合科技发展有限公司